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Sécurité incendie

3. Exigences à la construction

3.1. But

Les exigences en matière de réaction au feu et de résistance au feu de la construction découlent des buts pour la prévention incendie.

Pour éviter la propagation du feu et limiter son étendue de sorte que le sauvetage des personnes et la protection des biens puissent être facilités, les bâtiments sont divisés en compartiments d’incendie avec une dimension maximale limitée. Les parois et les planchers enveloppants doivent, dans une certaine mesure, être capables de retenir le feu de sorte que le feu reste limité à 1 compartiment. En cas d’incendie, les structures peuvent avoir une fonction porteuse et/ou séparatrice. Les murs non porteurs qui font partie d’une séparation entre compartiments ne se portent qu’eux-mêmes et n’ont qu’une fonction séparatrice. Les parois et les planchers qui font partie d’une séparation entre compartiments et qui se portent eux-mêmes ainsi que d’autres éléments de construction ou qui contribuent à la stabilité du bâtiment, ont tant une fonction porteuse que séparatrice. Les colonnes et les poutres n’ont qu’une fonction porteuse. Les parois ou les planchers non portants, qui en outre ne font pas fonction de frontière d’un compartiment d’incendie, n’ont aucune fonction en cas d’incendie.

3.2. Réaction au feu

La réaction au feu est définie à l'annexe 1 des normes de base comme étant l'ensemble des propriétés d’un matériau de construction touchant à son influence sur la naissance et le développement d’un incendie. Cette influence est donc importante pendant la phase de croissance de l’incendie, avant le moment de l’embrasement. Les matériaux difficilement inflammables lors d’un début d’incendie vont freiner la croissance de l’incendie et diminuer les risques de voir naître un incendie de grande ampleur.

Pour déterminer la réaction au feu des produits et des matériaux de construction, ceux-ci ont été répartis en classes de réaction au feu, depuis les éléments ininflammables jusqu’aux produits extrêmement inflammables. Il existe différentes méthodes de tests en fonction de l’influence du produit sur le développement d’un incendie. L’annexe 5 des normes de base précise les exigences en matière de classe de réaction au feu pour les recouvrements de sol, les finitions murales et les plafonds en fonction de l’application. En outre, des exigences supplémentaires concernant certaines applications particulières, comme les escaliers extérieurs et les gaines de ventilation, sont reprises aux annexes 2 à 4. Concernant les méthodes de détermination, les normes de base renvoient actuellement à des normes d’essai françaises, allemandes et ISO. Ces normes seront prochainement remplacées par les méthodes de détermination européennes et les Euroclasses.

L’acier est un matériau ininflammable et se range dans la classe la plus sûre.

3.3. Résistance au feu

Comme mentionné précédemment, le terme néerlandais ‘brandweerstand’ a été remplacé par celui de ‘brandwerendheid’. En plus, la définition a légèrement été modifiée en 2007 afin de correspondre à la CDP. La résistance au feu est définie dans les normes de base comme la capacité d’un élément de construction à remplir, pendant une période de temps déterminée, les critères spécifiés pour l’essai normalisé de la sécurité incendie par rapport à la fonction portante, l’étanchéité aux flammes et/ou l’isolation thermique. La résistance au feu est exprimée selon le système de classement de la décision Européenne 2000/367/EG (Décision de la Commission du 3 mai 2000 mettant en œuvre la Directive 89/106/CEE du Conseil en ce qui concerne la classification des caractéristiques de résistance au feu des produits de construction, des ouvrages de construction ou de parties de ceux-ci) avec un symbole suivi par le temps en minutes (15, 20, 30, 45, 60, 90, 120, 180, 240 ou 360 minutes) pour chaque critère de vérification dans la norme d’essai. En Belgique ne sont posées que des exigences de 30, 60 ou 120 minutes.

Pour la fonction portante, on ne regarde que l’éventuel écroulement de la construction, indiqué par le symbole R, par exemple R60. La fonction séparatrice est déterminée par les critères de l’isolation thermique, désignée par le symbole I, et l’étanchéité aux flammes, désignée par E. Le critère pour l’isolation thermique est une augmentation de température limitée du côté non exposé au feu de l’élément séparateur de feu de 104° en moyenne et de 180° au maximum. En ce qui concerne l’étanchéité, il est regardé à la pénétration de flammes ou de gaz inflammables. Cette dernière est surtout pertinente pour les portes. Un produit qui dispose tant d’une fonction porteuse que d’une fonction séparatrice est jugée sur l’ensemble de ces 3 critères et obtient par exemple un REI60. Mais il peut disposer d’une résistance au feu différente pour chacun de ces critères, par exemple R60 et EI30.

Dans le RGPT, les AR pour les hôpitaux et les maisons de repos et la NBN S21-204 pour les écoles sont encore élaborés avec l’ancienne définition de la résistance au feu selon la NBN 713.020 (NBN 713.020: 1968, Protection contre l'incendie - Comportement au feu des matériaux et éléments de construction - Résistance au feu des éléments de construction, NBN, Bruxelles – feuille de modification incluse A1 : 1982, A2 : 1985 et A3 : 1994). Celle-ci est exprimée par le symbole Rf et le temps en heures. On peut comparer le concept Rf avec le concept Européen REI pour les constructions qui ont une fonction porteuse et séparatrice, avec R pour les constructions qui n’ont qu’une fonction porteuse, et avec EI ou E pour les constructions qui n’ont qu’une fonction séparatrice. Il est toutefois vrai qu’il y a de petites différences entre les normes d’essai européennes et la NBN 713.020. Dans des cas spécifiques, ces petites différences peuvent mener à une différence considérable de la résistance au feu. Pour la fonction porteuse des constructions en acier, les différences de résistance au feu entre l’approche européenne et belge sont cependant minimes.

3.4. Définition des éléments structuraux

Le domaine d’application des exigences de résistance au feu comme elles sont posées par les normes de base et le RGPT, est plus ou moins le même. Le RGPT pose des exigences de résistance au feu des éléments de construction et fait l’énumération des éléments de construction : colonnes et poutres de la charpente, murs, parois, planchers, plafonds, faux plafonds, escaliers et portes. Les normes de base parlent d’exigences aux éléments structuraux. Ce sont les éléments de construction qui assurent la stabilité de l’entièreté ou d’une partie du bâtiment (tels que les colonnes, parois portantes, poutres principales, planchers finis et autres parties essentielles constituant la structure du bâtiment) et qui en cas d’affaissement, donnent lieu à un effondrement progressif. Un effondrement progressif se produit lorsque l’affaissement d’un élément de construction entraîne l’affaissement d’éléments du bâtiment qui ne se trouvent pas à proximité immédiate de l’élément considéré et lorsque la résistance du reste de la construction est insuffisante pour supporter la charge en cause. De plus, les normes de base posent des exigences spécifiques aux plafonds, faux plafonds, escaliers et portes.

La définition des éléments structuraux laisse une marge d’interprétation. Quand parle-t-on d’effondrement progressif, donc quel est l’environnement non immédiat d’un élément de construction ? Un plancher qui en s’écroulant n’entraîne pas d’autres constructions, n’est clairement pas un élément structural. Mais une poutrelle qui ne fait que porter ce plancher et qui en s’écroulant n’entraîne pas d’autres constructions ne l’est-elle pas non plus ? Dans d’autres pays, l’on rencontre également le terme d’effondrement progressif ou progressive collapse. Ainsi, aux Pays-Bas il est stipulé dans le règlement que les éléments structuraux sont ces éléments qui, lors de la ruine, mènent à l’écroulement d’une structure dans un autre compartiment d’incendie. En effet, d’autres compartiments d’incendie que le compartiment dans lequel le feu fait rage ne peuvent pas être endommagés parce qu’il peut encore s’y trouver des survivants et les pompiers doivent pouvoir effectuer leurs activités d’extinction à partir de là. Dans le compartiment de l’incendie même, la nécessité d’empêcher l’effondrement n’est pas très grande. En effet, les conditions d’incendie sont totalement invivables, tant pour les pompiers que pour les usagers du bâtiment, au moment où la construction va s’effondrer. Il est par contre important que le compartiment dans lequel le feu prend naissance ne s’écroule pas à cause d’un incendie local, avant que la propagation de l’incendie n’ait eu lieu, car à ce moment-là les pompiers peuvent se trouver dans le compartiment pour lutter contre l’incendie local.

Cette définition des éléments structuraux sera reprise dans l’Annexe 1: Terminologie. Pour les bâtiments bas, moyens et élevés (annexe 2, 3, 4) les exigences posées aux éléments structuraux ne sont pas encore subdivisées en type I et II. Les exigences qui figurent dans ces annexes valent encore pour les deux types. A terme, l’intention est d’aussi différentier les exigences dans ces annexes selon le type.

La différence entre éléments structuraux de type I et II est claire mais dépend en pratique du système de construction. Ceci est à rendre intelligible à l’aide d’une comparaison entre deux halls industriels, tous deux composés de deux compartiments d’incendie séparés par un mur coupe-feu :

Pour transporter les forces horizontales du vent vers le contreventement, des pannes et des portiques sont nécessaires. Dans le cas où il n’y a qu’un contreventement, les pannes et les portiques qui véhiculent les forces horizontales sont donc également de type I. Dans le cas où l’incendie règne dans l’autre compartiment, l’effondrement des portiques ne mène pas à l’effondrement du compartiment comportant le contreventement. Ces portiques et pannes sont donc tous des éléments structuraux de type II ou des éléments porteurs non structuraux.

La différence entre les éléments structuraux de type II et les éléments porteurs non structuraux n’est pas simple à faire. Le terme effondrement progressif devrait pour cela être défini plus précisément dans la règlementation. Dans la pratique on peut faire le choix par élément sur base de l’évaluation que l’effondrement d’un élément causé par un incendie local mène à l’effondrement d’une autre partie à l’intérieur du compartiment à une distance telle de l’incendie local qu’il est possible qu’au moment de l’effondrement une équipe de pompiers soit en train de faire ses travaux d’extinction. Pour éviter ce scénario, ces éléments doivent être considérés comme un élément de type II, par exemple les portiques. Lorsque l’effondrement de certains pannes ou faîteaux au-dessus d’un incendie local ne présente pas de danger pour les pompiers, ces derniers peuvent être considérés comme un élément porteur non structural.

3.5. Exigences de résistance au feu

3.5.1. Général

Les exigences relatives aux éléments structuraux et à la grandeur du compartiment sont résumées dans les tableaux ci-dessous pour les bâtiments industriels. Le Conseil Supérieur est prêt à faire une proposition afin de remplacer les valeurs Rf dans les normes de base en valeurs REI. Pour les éléments structuraux, cela signifie que la valeur Rf est convertie en valeur R. Les exigences issues de l’autre réglementation ne sont que mentionnées pour autant que cela fournisse des renforcements à l’AR.

A côté d’exigences sur les éléments structuraux, des exigences sont posées sur la résistance au feu de parois et de planchers entre toutes sortes de locaux différents comme des locaux techniques, des percements et des escaliers. Cela nous mènera trop loin de les traiter ici de manière exhaustive. En règle générale, les exigences sont égales ou plus légères que les exigences sur les éléments structuraux.

Résumé des exigences en matière de résistance au feu des éléments structuraux. Pour les normes de base, toutes les valeurs sont données. Pour les autres arrêtés, décrets ou normes ne sont mentionnés que les exigences plus sévères par rapport aux normes de base.

Afin d’éviter la propagation des flammes par l’air extérieur, des exigences sont posées aux façades en fonction de la distance à façade la du bâtiment voisin. Pour les façades, un Rf d’1 heure s’applique pour les parties qui se trouvent dans les 8 mètres face à l’autre façade ou pour lesquels la distance la plus courte vers une autre façade en équerre est de moins d’1 m. Dans les bâtiments élevés et moyens, des exigences minimales sont posées aux dimensions du garde-corps afin de prévenir une extension vers des étages plus élevés.

Pour finir, il est à remarquer que dans les normes de bases pour les plafonds, une différence est faite entre les plafonds qui ne doivent posséder qu’une stabilité et les plafonds qui doivent posséder une résistance au feu Rf complète. Pour les faux plafonds, une stabilité d’une ½ heure est exigée. Pour les plafonds avec une exigence Rf, le plafond doit contribuer à la résistance au feu du plancher ou du toit au-dessus. Sur le plan européen, un plafond est justement jugé sur cette contribution à la résistance au feu. Dans l’essai européen, un plafond est ainsi toujours testé en combinaison avec le plancher, et il n’est finalement que jugé si le plancher cède.

3.5.2. Bâtiments industriels

Les bâtiments industriels connaissent une très grande diversité de nature des activités industrielles. Ils sont, dans l’annexe 1, définis comme des bâtiments destinés:

Dans l’annexe 6, des exigences plus sévères sont posées à l’espace de production qu’à à un entrepôt. Un entrepôt est défini comme une construction couverte qui est principalement utilisée pour l’entreposage, le transbordement et/ou la distribution des biens et ce tant pour une courte période de temps que pour une période plus longue, constitué d’un ou de plusieurs bâtiments avec les auvent et/ou constructions qui y sont éventuellement rattachés. La différence entre entrepôts et halls de production est faite pour tenir compte du nombre limité de sources d’inflammation dans les entrepôts.

Les éléments structuraux de type II ne peuvent pas céder avant un temps défini par la méthode de la durée équivalente te,d selon l’Eurocode EN 1991-1-2:2002 (EN 1991-1-2: 2002, Eurocode 1: Actions on structures – Part 1-2: General Actions – Actions on structures exposed to fire, CEN, Brussel). Dans cette méthode, le feu dans le compartiment d’incendie est traduit vers un essai de feu normalisé avec une durée qui mène à un effet thermique comparable sur la construction. La charge au feu, étant la quantité de matériel inflammable dans le compartiment d’incendie exprimée en kg d’épicéa par m² ou en MJ/m² joue un rôle important dans cette méthode. La valeur caractéristique de la charge au feu dépend de l’utilisation du bâtiment. Dans un entrepôt pour poutres en acier il y aura beaucoup moins de matériel inflammable que dans un chantier de bois. Au sein du CS, des tableaux sont en préparation avec des valeurs indicatives pour les valeurs caractéristiques en fonction de l’usage

Exigences de résistance au feu et grandeur admissible des compartiments dans les bâtiments industriels à un niveau.

La valeur de calcul pour la charge au feu est égale à la charge au feu caractéristique, adaptée au risque d’incendie, comme c’est influencé, par exemple, par des sprinklers et la grandeur du compartiment, et le risque admissible d’effondrement de la construction. Parce que les éléments structuraux de type II jouent un rôle moins important pour la sécurité que les éléments structuraux de type I, un plus grand risque d’échec d’effondrement est accepté que pour les éléments de type I, 10-3 par an au lieu de 1,3x10-6 par an. Dans le 2ème tableau, la grandeur admissible des compartiments d’incendie est donnée pour les bâtiments industriels en fonction de sprinklers et de la résistance au feu des éléments structuraux.
La grandeur de compartiment admissible peut être agrandie de 60% si le compartiment possède une accessibilité améliorée pour les pompiers. Une accessibilité améliorée signifie que le terrain est accessible par deux voies d’accès indépendantes qui sont reliées entre elles par une voie d’incendie et que la moitié des parois du compartiment sont des parois extérieures qui sont accessibles aux pompiers. Cet agrandissement est déjà repris dans le 2ème tableau.

Dans l’Annexe 6, une exigence est encore posée aux planchers intermédiaires de R30. Des exigences sont également posées au toit EI60 ou à la distance minimale entre les bâtiments industriels en fonction des ouvertures dans le toit sans résistance au feu. Pour un toit sans EI60, une distance de 16 m est exigée jusqu’au bâtiment voisin. Mais lorsque ces bâtiments sont situés sur des parcelles différentes appartenant à des utilisateurs différents, seule la distance jusqu’à la limite de parcelle importe. Cette distance comporte la moitié de l’espacement entre le bâtiment industriel et le bâtiment industriel imaginaire et identique qui est reflété autour de la limite de parcelle. Si le bâtiment est équipé d’une installation sprinkler, les distances peuvent être réduites de moitié.

A côté de cela, le risque d’effondrement de la façade vers l’extérieur doit être limité, afin d’augmenter la sécurité des pompiers. Les constructions en acier peuvent parfaitement répondre à cette exigence.

 

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